Элементы конструктивных производственных зданий

Элементы конструктивных производственных зданий Современные производства размещаются в одно — и многоэтажных зданиях, схемы и конструкции которых весьма разнообразны. В гидромелиоративном и гидротехническом строительстве, как правило, применяют одноэтажные производственные здания. По числу пролетов одноэтажные здания могут быть одно — и многопролетные. Комплекс несущих конструкций, воспринимающих нагрузки от веса ограждающих конструкций здания (кровля, стеновые панели, переплеты остекления), атмосферные (снег, ветер) и краны нагрузки называют каркасом здания.
Паспорт Кипра
Каркас может быть стальным, железобетонным и смешанным — из стали и железобетона. Выбор материала каркаса определяется технико-экономическим расчетом. Конструктивная схема стального каркаса одноэтажного промышленного здания показана на рис. 1. По виду внутрицехового транспорта производственные здания подразделяют на безкранови, с мостовыми и подвесными кранами. Выбор типа транспорта определяется назначением здания. Краны перемещаются по подкрановых балках, устанавливаемые на колонны или прикрепляемые к ригелей. Рис. 1. Конструктивная схема каркаса производственного здания: 1 — колонны; 2 — стропильные фермы; 3 — балки монорельса (для подвесного крана); 4 — горизонтальные связи по верхним поясам ферм; 5 & mdash; вертикальные связи; 6 — связи по колоннам; 7 — прогонов с тяжами (показаны только на одном пролете). Рис. 2. Поперечные рамы каркаса производственного здания: 1 — колонны; 2 — ригели (стропильные фермы); 3 — мостовой кран; 4 — подкрановые балки; 5 & mdash; подвесной кран. Основными элементами каркаса являются поперечные рамы, состоящие из колонна, обычно жестко зажатых в фундаменте, и ригелей, жестко или шарнирно соединенных с колоннами. Ригели могут быть сплошные (балки) или сквозные (фермы). Сплошные ригели (балки) имеют меньшую строительную высоту по сравнению со сквозными, проще в изготовлении и удобнее при транспортировке, однако на них расходуется больше металла. Поэтому основным типом ригеля в каркасных производственных зданиях является стропильная ферма. В необходимых случаях для освещения и вентиляции в зданиях предусматривают фонари. Жесткость и устойчивость рамного каркаса обеспечиваются работой вертикальных и горизонтальных связей, устанавливаемых по шатру (фермам) здания и между колоннами Вертикальные связи между колоннами каркаса (см. Рис . 1) обеспечивают пространственную жесткость и геометрическую неизменность стального каркаса здания в продольном направлении. Они воспринимают усилия от ветрового давления на торце здания и продольного торможения кранов, а также повышают устойчивость из плоскости рамы. Простая и наиболее конструкция связей, часто встречающийся — крестовая (см. рис. 1). Вертикальные связи между колоннами устраивают посередине здания, поскольку установленные в торцов здания эти связи препятствуют свободным температурным деформациям продольных элементов каркаса, что может привести к возникновению дополнительной температурных напряжений. Расстояние между осями колонн (при ступенчатых колоннах — между осями надкрановой части колонн) называется пролетом здания. Согласно требованиям унификации производственных зданий пролет назначают в соответствии с укрупненного модуля, кратного 6 м (редкий 3 м). Рис. 3. Конструкция торцевого фахверка: 1 — стропильная ферма; 2 — колонна каркаса здания; 3 — основные стойки фахверка; 4 — амбарный ригель; 5 & mdash; ригели фахверка; 6 — распорка; 7 — промежуточные стойки фахверка; Принятые пролеты — 18, 24, 30, 36 м и более. Расстояние между колоннами в продольном направлении, называемое шагом рам, также принимают кратным 6 м (обычно 6 или 12 м). В многопролетных зданиях в средних рядах расстояние между колоннами может быть увеличена до 18 или 24 м, но в этом случае необходимо применение подстропильными ферм. Для поддержания стенового ограждения, переплетов остекления, ворот и других элементов устанавливают торцевой и, если необходимо, продольный фахверк, состоящий из стоек (колонн), ригелей и распорок. При самонесущих кирпичных стенах, а также при ограждающих конструкциях из стеновых сборных панелей и шагу колонн, равном длине панели, продольный фахверк отсутствует. Элементы фахверка воспринимают и горизонтальные ветровые нагрузки. Колонны, одни из основных элементов каркаса производственного здания и других конструктивных комплексов, могут быть центрально — и нецентральных сжатыми (зависит от способа их загрузки). Центрально-сжатые колонны применяются для поддержки межэтажных перекрытий и покрытий зданий, в рабочих площадках, путепроводах, эстакадах и т. п. Нецентральной сжатые колонны устраивают в каркасах производственных зданий. Колонны состоят из следующих основных элементов: стержень (ствол) 4 — основной несущий элемент; головок 5, на который опирается вышележащая конструкция, нагружает колонну; база 3, передающий давление от стержня на фундамент 2 и закрепляет колонну в фундаменте. Рис. 4. Типы колонн: а — сплошная постоянного сечения; б, в — то же, сквозные; г — сплошная постоянного сечения с консолью для подкрановой балки; гос — сквозная ступенчатая крайнего ряда; е — то же, для среднего ряда; 1 — расчетная схема; 2 — фундамент; 3 — база; 4 — стержень; 5 — оголовок. В бескрановых зданиях и зданиях, оборудованных подвесными кранами, колонны имеют постоянный по высоте сечение. При использовании в производственных зданиях мостовых кранов относительно небольшой грузоподъемности (до 15 т) также применяют колонны постоянного сечения, причем нагрузка от кранов передается на стержень колонны через консоли, на которые опираются подкрановые балки. При мостовых кранах значительной грузоподъемности устраивают ступенчатые колонны, в которых подкрановые балки опираются на уступ нижнего участка колонны и располагаются по оси подкрановой ветви. По конструкции колонны могут быть сплошные или сквозные. Преимущество сквозных колонн перед сплошными заключается в том, что, назначая соответствующее расстояние между ветвями, можно получить колонну, равноустойчивого относительно обеих главных осей как при одинаковых расчетных (приведенных) длинах LХ = lY, так и при резко различных. Это обеспечивает более эффективное использование материала ветвей и, соответственно, меньший вес сквозных колонн. Однако изготовление сквозных колонн сложнее, трудоемко, поэтому дороже. Рис. 5. Поперечные сечения сплошных колонн а. б, в — центрально-сжатых; г, д. е — нецентральной сжатых. Составные стержни (сплошные и сквозные), аналогичные по конструкции и работе колоннам, также используют в гидротехнических затворах, для мачт, стрел, башенных опор, как элементы тяжелых решетчатых ферм. Рис. 6. Поперечные сечения сквозных колонн и стержней а ... г — центрально-сжатых; д ... же — нецентральной сжатых.